摩擦和传热联合作用下等截面喷枪内气体的流动特性——(Ⅰ)基本方程及计算程式

基于可压缩流体动力学和热力学及传热原理,导出了表征摩擦和热源联合作用下管式和套管式等截面喷枪内气体流动特性的基本方程和计算公式;对18t AOD炉用套管式喷枪内的气体流动,较合理地确定了喷枪内壁温度和气体滞止温度沿管长的分布,以及吹炼过程中喷枪的摩擦系数;给出了不同流态下喷枪内气体流动特性的计算程式.     

摩擦和传热联合作用下等截面喷枪内气体的流动特性：（I） …

基于可压缩流体动力学和热力学及传热原理,导出了表征摩擦和热源联合作用下管式和套管式等截面喷枪内气体流动特性的基本方程和计算公式;对１８ｔＡＯＤ炉用套管式喷枪内的气体流动,较合理地确定了喷枪内壁温度和气体滞止温度沿管长的分布,以及吹炼过程中喷枪的摩擦系数;给出了不同流态下喷枪内气体流动特性的计算程式。     

无限微热源法合成β-SiC粉体的温度场模拟

采用ANSYS热分析软件对无限微热源法合成β-SiC粉体的温度分布进行模拟，得到了炉内不同时间温度分布图，并分析了合成炉内温度分布规律。     

直角切削工件切削温度的有限元仿真

以传热学为基础，建立切削温度二维瞬态有限元模型。得出剪切热源引起的工件温度分布曲线。用有限元模拟温度分布，为提高零件加工精度提供了依据。     

钢瓶热载体烤漆加热系统及应用效果

针对电加热烤漆能耗成本高、一次能源利用率低等问题,提出了一种能耗费用较低的热载体烤漆供热系统,给出了该系统的主要组成设备及其作用与选用要求.应用实例表明,用该烤漆供热系统替代传统的电加热烤漆,能耗成本降幅最大可达86%,一次能源的利用率提高了20%.此外,该系统不仅可以满足烤漆供热工艺温度要求,烤漆质量也有所提高.     

一种间歇式轧钢加热炉温度场的研究

钢坯由加热炉加热至轧制所需温度,加热过程中炉内的温度分布对最终钢材质量起决定性作用.以间歇式天然气轧钢加热炉为例,采用CFD(计算流体力学)方法分析加热炉内以及被加热钢坯内瞬态的三维温度场分布,用Fluent软件模拟了多种操作条件下的炉内温度分布,为提高加热炉工作效率提供了理论依据.模拟过程中考虑了更换钢坯时炉门开启引入的热损失.模拟结果可用来优化操作参数和提高出钢质量.     

350MW超临界四角切圆锅炉燃烧数值模拟

为研究350 MW超临界热电联产四角切圆煤粉锅炉的炉内燃烧问题,基于Fluent6.3模拟软件,分析了炉内的温度和组分分布特性.结果表明:BMCR工况下温度在炉膛燃烧器区横截面上,低温区出现在炉膛中心,在炉壁附近出现局部高温.在炉膛中心纵截面,沿高度、温度呈先上升后下降分布,出口温度为1 138.11 K;炉内O2组分沿高度上升,CO组分先上升后下降,CO2组分先下降后上升.研究结果为超临界锅炉运行监测提供了可靠的理论依据.     

火灾模拟实验智能测控系统

按国际标准ISO834升温特性, 针对火灾模拟实验炉开发了一套火灾模拟实验过程智能测控系统. 该系统包含带智能通信的多路温度采集、带主元分析神经网络炉温数据融合、炉温智能PID控制等多种智能信息处理技术. 智能通信同时拥有RS-485串行和EPP并行接口, 保证了所采集的多路温度数据的实时性;采用带主元分析和RBF神经网络的炉温数据融合模型使炉温估计精度比采用常规的最小二乘方法所得的拟合精度明显提高;采用智能PID控制则使炉膛的实际升温曲线符合ISO834国际标准升温要求.     

多热源合成SiC传热规律

对多热源合成SiC冶炼炉的温度场进行了数值模拟,研究了冶炼炉内的温度分布、热流强度以及温度梯度的动态变化规律,揭示了多热源合成SiC的传热传质规律.研究表明,由于多热源之间的屏蔽作用与热能叠加作用,导致多热源合成SiC技术比Acheson单热源炉的单炉产量提高48.1%,特、一级品率提高30%,节能10%以上,并且杜绝了单热源生产中频繁喷炉事故,使生产更安全.     

智能化温室大棚控制系统的研究

采用新型的上、下位机结构模式设计了一套能实时控制温室内温度、湿度、光照以及CO2浓度等多个参数的测控系统.在该系统中利用各种传感器能够实现对温室内的环境参数进行数据采集;经过分析处理及自动调节控制,可以使温室中的环境参数处于事先确定的最佳值,为农作物的生长提供良好的生长环境,满足现代智能化温室的需要.     

分解炉分级燃烧三次风配风优化

针对典型TTF分解炉,采用数值方法研究了不同三次风速下分解炉内温度场、组分场及NO_x分布特性,得到了不同三次风配风方式下分解炉分级燃烧规律和CaCO_3分解规律,确定了最佳三次风速。数值研究结果表明:不同三次风配风方式下分解炉内温度场、组分场及NO_x分布趋势一致,炉内温度合理,均能满足煤粉燃烧和生料分解;随着下三次风速的升高,分解炉内平均温度升高,生料分解效率也提高;当下三次风速升高至36 m/s时,炉内平均温度不升反降,生料分解率降低。综合考虑,下三次风速20. 1 m/s,上三次风速28. 06 m/s时,分解炉内整体平均温度较高,CaCO_3分解效率较大,生成的CaO较多,同时保证了NO_x排放量较低。     

新型碲化铋基温差发电系统数值及试验研究

采用新型碲化铋基合金热电材料,建立温差发电系统数学模型,基于类均温与热流体两类热源,进行有限元仿真分析,在Matlab/Simulink中建立包含最大功率跟踪控制的温差发电系统模型并进行电路仿真分析.通过仿真和试验分析了均温与热流两种热源下,基于新型碲化铋基合金材料的温差发电系统热电转化性能,结果表明:所建立的数学模型精度达到98.3%,提出的混合最大功率跟踪算法精度达到92.8%;在550 K恒温热源条件下,最高发电功率可达6.94 W;在热流温度550 K和质量流量40 g/s流体热源条件下,最高发电功率可达6.14 W.     

供冷工况地板送风静压层热力衰减的实验研究

对不同进风参数和不同室内热源条件下地板送风静压层的热力衰减进行了实验研究.实验结果表明:典型供冷工况下静压层内温度具有不均匀分布的特点,随着气流流程的增加,静压层内空气温升增大;随着送风量的减小,静压层内温度分布更不均匀;送风温度的改变对静压层内空气相对温升的影响较小;室内热源对静压层内热衰减影响较大;在楼板没有加绝热层的实验条件下,静压层的进送风温差与总进回风温差之比为18%～33%.     

大型立式淬火炉温度分布参数系统动态解耦控制算法

针对大型立式淬火炉体积庞大,工况复杂,炉内温度分布呈本征非均匀性,具有多输入/多输出、非线性、强耦合等特性,难以实现炉内温度高精度高均匀性控制目标等问题,提出一种温度分布参数系统动态解耦控制算法,其原理是:采用有限维逼近方法将对象解耦为多个独立的子系统,简化控制器的实现过程;通过分析有限维逼近方法的收敛性,获得保证收敛性的空间和时间步长应满足的条件;解耦后的子系统采用自学习PID控制算法,实现炉内温度高精度和高均匀性控制以及升温过程的快速性和小超调。研究结果表明:温度均匀性由原来的-6～6℃提高到-2～2℃,升温时间由原来的40 min缩短到25 min,超调量由大于15℃减少到小于7℃。     

基于多变量推理控制的氩氧精炼铬铁合金终点控制方法

为提升冶炼精度和效率,减少资源浪费.建立了氧气和氩气两种气体的供给速率与碳含量变化情况,以及二者供给速率与钢液温度变化的机理模型.构建了以终点碳含量与温度为输出,氧气和氩气供给速率为输入的多变量推理控制框架,设计了有效的V型多变量推理控制器.结合实际生产过程中的最大气体供给速率,用以限制系统的控制量输入,建立了基于多变量推理控制的氩氧精炼低碳铬铁合金终点控制系统.仿真结果表明:该系统能够消除外界不可测扰动对系统的影响,做出准确的冶炼精度控制,且将钢液温度控制在炉内最大承受温度以下,有利于延长炉役,避免出现喷溅现象产生,实现终点控制.     

料层厚度对多热源SiC合成炉内CO温度变化的影响

利用自行设计的CO气体收集装置研究了料层厚度对多热源SiC合成炉内CO温度变化的影响.结果表明,在供电功率、供电时间、炉芯尺寸、炉芯数目等实验参数均相同的条件下,炉内CO温度随供电时间呈现近线性增大的变化趋势,料层越厚,距料层表面同位置处CO温度越低,CO温度的最大值、平均值、梯度值、温度增长速率越小.     

电弧焊接数值模拟中热源模型的研究与发展

焊接过程的数值模拟作为一种有效的计算手段,在焊接温度场及残余应力分布的评价中获得了广泛应用,而焊接热源模型的选择及模型参数的确定直接影响到计算和评价结果的准确性.本文通过对近年来常用的电弧焊接热源模型进行梳理,介绍了其研究进展,分析了不同热源模型的特点及适用性.高斯面热源模型和双椭球体热源模型作为基础热源模型,广泛应用于较小尺寸工件和规则轨迹的焊接过程数值模拟,且具有较高的计算精度;简化热源模型和温度替代型热源模型多用于大厚工件的多层多道焊接及复杂轨迹焊接过程的数值模拟,能够实现效率和精度的统一;多丝电弧焊接热源较为复杂,采用修正后的双椭球体叠加热源模型,计算结果能保证一定的精度;结合型热源模型对熔池形状的描述更灵活,在深熔电弧焊的数值模拟中具有优势.本文可为电弧焊接过程数值模拟的热源模型选择和模型参数确定提供有益参考.     

COREX熔融气化炉内料柱的透液性指数及影响因素

休风时对COREX熔融气化炉进行风口取样,通过对风口试样的检测分析,用压差度的倒数表示炉内气相对料柱透液性的影响,用空隙度和温度强度的乘积表示炉内的渣铁液相对料柱透液性的影响,建立了表征熔融气化炉料柱透液性的公式.对两批风口试样的研究发现,熔融气化炉内不同位置风口试样的透液性指数与相应位置的滞留铁比呈现一致的对应关系.进一步分析了透液性指数的影响因素,发现在炉况不顺时,未反应完全的酸性脉石直接落入炉缸,导致沿风口径向部分位置的渣样熔化温度高于1500℃,影响了渣铁流动性.提出了增加料层厚度、采取合理的造渣制度、控制均匀的煤气流分布等技术措施,为改善熔融气化炉内料柱的透液性提供帮助.     

平行板间各向异性散射介质辐射传递方程求解

通过计算离散能束在传播过程中散射的能量在空间方向上的分布份额,用基于蒙特卡洛法的DRESOR法在平行平板系统内对相函数分别为一阶前向、一阶后向的各向异性散射介质中的辐射传递方程进行了求解,分别给出了各向异性散射条件下系统边界的具有较高方向分辨率的辐射强度分布以及系统内的热流、热源和入射辐射分布,并对各向异性散射对结果的影响进行了分析.将计算辐射强度结果代入辐射传递方程进行验证计算,验证结果的比较证明了DRESOR法求解辐射传递方程的有效性和正确性,并且计算结果达到了很高的精度.     

高温空气燃烧技术改造均热炉方案研究

系统研究了高温空气燃烧技术改造均热炉的各种方案 .提出这种新型燃烧技术必须充分考虑系统布置、炉膛结构、炉内烟气流动及传热过程、工件加热工艺过程等因素 .通过大量的数值模拟试验 ,发现在各种改造方案的入炉热量与原均热炉相等的情况下 ,当空气、燃气温度分别被预热到 12 73K和 10 73K时 ,炉内的最高温度相对较低 ,而炉内平均温度相对较高 ;温度分布不均匀系数Rtu从 33.18降到了 18.0 0左右 .在空气预热温度相同情况下 ,燃气预热温度越高 ,NOx 排放量越大 .最后 ,提出了均热炉燃烧系统的改造方案 ,并进行了非稳态燃烧过程数值模拟研究 .